Download 3. El campo magnético

Magnetismo
El magnetismo es la propiedad que tienen algunas sustancias para atraer o repeler otras
sustancias o materiales, como el hierro.
2. Imanes
Los imanes son los materiales que presentan las propiedades del magnetismo. Hay que
destacar que estos pueden ser naturales o artificiales. El más común de los imanes naturales
e sun mineral llamado magnetita.
Cuando un material ferromagnético se pone en contacto con un imán, se consigue un imán
artificial. Este fenómeno se conoce como imantación. Una vez se aleja el imán del
material magnético, este puede quedarse imantado permanentemente o mantener sus
propiedades magnéticas durante un periodo determinado de tiempo (imán temporal).
Así, los imanes también pueden ser permanentes o temporales, según el material con el
que se fabriquen.
Imán artificial temporal (a) i permanente (b).
Cualquier imán presenta dos zonas donde las acciones se manifiestan con mayor fuerza.
Estas zonas están situadas en los extremos del imán y son los denominados polos
magnéticos: Norte y Sur.
una de las propiedades fundamentales de la interacción entre imanes es que los polos
iguales se repelen, mientras que los diferentes se atraen.
Otra característica de los imanes es que los polos no se pueden separar. Si un imán se
rompe en dos partes no se obtienen un polo norte y un polo sur sino que se obtienen dos
imanes, cada uno de ellos con un polo norte y un polo sur.
Si tenemos un imán supendido por un hilo colocado en su centro de gravedad, observamos
que siempre queda orientado hacia una misma dirección. Uno de los polos se orienta hacia
el norte y otro hacia el sur, pues los polos del imán se alinean según los polos magnéticos
de la Tierra, que actúa como imán natural.
3. El campo magnético
El campo magnético es la agitación que produce un imán a la región que lo envuelve.
Es decir, el espacio que envuelve el imán, en que son apreciables sus efectos magnéticos,
aunque es imperceptible para nuestros sentidos.
Para poder representar un campo magnético utilizamos las llamadas líneas de campo .
Estas líneas nos dan una idea de:
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La intensidad del campo magnético, que es inversamente proporcional al espacio
entre las líneas (a menos espacio más intensidad).
Dirección que tendrá el campo magnético. Las líneas de campo van desde el polo
sur al polo norte en el interior del imán y desde el polo norte hasta el polo sur por el
exterior.
4. Electromagnetismo – El experimento de Oersted
El electromagnetismo es la parte de la electricidad que estudia la relación entre los
fenómenos eléctricos y los fenómenos magnéticos.
Esta relación entre la electricidad y el magnetismo fue descubierta por el físico danés Hans
Christian Øersted. Éste observó que si colocaba un alfiler magnético que señalaba la
dirección norte-sur paralela a un hilo conductor rectilíneo por el cual no circula corriente
eléctrica, ésta no sufría ninguna alteración.
Sin embargo en el momento en que empezaba a pasar corriente por el conductor, el alfiler
magnético se desviaba y se orientaba hacia una dirección perpendicular al hilo conductor.
Si de golpe dejaba de pasar corriente por el hilo conductor, la aguja volvía a su posición
inicial
De este experimento se deduce que al pasar a una corriente eléctrica por un hilo
conductor se crea un campo magnético.
5. Campo magnético creado por una corriente eléctrica
El valor del campo magnético creado dependerá de la intensidad del corriente eléctrico y de
la distancia respecto del hilo, así como de la forma que tenga el conductor por donde pasa
la corriente eléctrica.
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En el caso de un hilo conductor rectilíneo se crea un campo magnético circular
alrededor del hilo y perpendicular a él.
Cuando tenemos un hilo conductor en forma de espiral, el campo magnético sera
circular. La dirección y el sentido del campo magnético depende del sentido de la
corriente eléctrica.
Cuando tenemos un hilo conductor enrollado en forma de hélice tenemos una
bobina o solenoide. En este caso se crea un campo magnético parecido al de un
espiral.
Una aplicación muy común de las bobinas son los electroimanes. Estos consisten en una
bobina por donde circula una corriente eléctrica. Esta bobina contiene un núcleo
ferromagnético en su interior. Cuando por la bobina circula una corriente eléctrica, el
núcleo de hierro se convierte en un imán temporal.Cuantas más espiras tenga la bobina,
mayor será su campo magnético.
6. Fuerza electromagnética
Cuando una carga eléctrica está en movimiento crea un campo eléctrico y un campo
magnético a su alrededor.
Así pues, este campo magnético realiza una fuerza sobre cualquier otra carga eléctrica que
esté situada dentro de su radio de acción. Esta fuerza que ejerce un campo magnético será
la fuerza electromagnética.
Si tenemos un hilo conductor rectilíneo por donde circula una corriente eléctrica y que
atraviesa un campo magnético, se origina una fuerza sobre el hilo. Esto es debido a que el
campo magnético genera fuerzas sobre cargas eléctricas en movimiento.
Si en lugar de tener un hilo conductor rectilíneo tenemos un espiral rectangular, aparecerán
un par de fuerzas de igual valor pero de diferente sentido situadas sobre los dos lados
perpendiculares al campo magnético. Esto no provocará un desplazamiento, sino que la
espira girará sobre si misma.
7. Inducción electromagnética
Para entender correctamente qué es la inducción electromagnética analizaremos una bobina
(componente del circuito eléctrico en forma de espiral que almacena energía eléctrica):
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Si acercamos un imán a esta bobina, observamos que aparece una corriente
eléctrica en la bobina.
Si alejamos el imán, volvera a aparecer una corriente eléctrico pero de sentido
contrario a cuando lo acercábamos.
En cambio, si dejamos el imán quieto, no aparece ninguna corriente.
Este fenómeno también se produce si el imán está fijo y movemos la bobina.
La corriente eléctrica que aparecen a la bobina se conoce como corriente inducida.
Para determinar el sentido de una corriente inducida se utiliza la llamada Ley de Lenz :
“La corriente inducida crea un campo magnético que se opone siempre a la variación de
flujo magnético que la ha producido”.
Esta ley será, así, una consecuencia del principio de conservación de la energía.
8. Fuerza electromagnética inducida
Es la fuerza que se causa de la corriente inducida.
Para determinar el valor de esta fuerza electromagnética inducida se utiliza la Ley de
Faraday, que dice que:
“La fuerza electromotriz inducida en un circuito es igual a la variación de flujo
magnético por unidad de tiempo”.
Este tipo de fuerza es una caracteristica de cualquier batería eléctrica. Se define como el
trabajo que un dispositivo eléctrico realiza para hacer pasar por su interior una unidad de
carga positiva, del polo negativo al polo positivo, dividido por el valor de esta carga.
El magnetismo es un fenómeno físico por el que los objetos ejercen fuerzas de atracción o
repulsión sobre otros materiales. Hay algunos materiales conocidos que han presentado
propiedades magnéticas detectables fácilmente como el níquel, hierro, cobalto y
sus aleaciones que comúnmente se llaman imanes. Sin embargo todos los materiales son
influidos, de mayor o menor forma, por la presencia de un campo magnético.
El magnetismo también es uno de los aspectos del electromagnetismo, que es una de las
fuerzas fundamentales de la naturaleza. Las fuerzas magnéticas son producidas por el
movimiento de partículas cargadas, como por ejemplo electrones, lo que indica la estrecha
relación entre la electricidad y el magnetismo. El marco que aúna ambas fuerzas se denomina
teoría electromagnética. La manifestación más conocida del magnetismo es la fuerza de
atracción o repulsión que actúa entre los materiales magnéticos como el hierro. Sin embargo,
en toda la materia se pueden observar efectos más sutiles del magnetismo. Recientemente,
estos efectos han proporcionado claves importantes para comprender la estructura atómica de
la materia.
MAGNETISMO
Existe en la naturaleza un mineral llamado magnetita o piedra imán que tiene la propiedad de
atraer el hierro, el cobalto, el níquel y ciertas aleaciones de estos metales. Esta propiedad
recibe el nombre de magnetismo.
Los imanes:
Un imán es un material capaz de producir un campo magnético exterior y atraer el hierro
(también puede atraer al cobalto y al níquel). Los imanes que manifiestan sus propiedades de
forma permanente pueden ser naturales, como la magnetita (Fe3O4) o artificiales, obtenidos a
partir de aleaciones de diferentes metales. Podemos decir que un imán permanente es aquel
que conserva el magnetismo después de haber sido imantado. Un imán temporal no conserva
su magnetismo tras haber sido imantado.
En un imán la capacidad de atracción es mayor en sus extremos o polos. Estos polos se...
[continua]